BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Balakang Masalah

Indonesia termasuk negara maritim, yang secara geografis negara ini

dikelilingi oleh samudera yang begitu luas. Karena pengaruh tekanan di atmosfer

dan air laut merupakan problem utama penyebab korosi. Secara terus-menerus

setiap individu dihadapkan pada masalah korosi yang dapat menimbulkan

kerugian yang cukup besar.

Menurut definisinya korosi adalah kerusakan material padat (logam)

karena pengaruh dari lingkungannya. Korosi juga merupakan suatu proses alam

yang tidak bisa dicegah akan tetapi dapat dikendalikan agar umur logam

bertambah. Korosi adalah salah satu permasalahan material yang dapat

mengakibatkan kerusakan. Dengan terjadinya kerusakan ini, maka pada sektor

industri sering merasakan dampak dari korosi. Berupa kerusakan yang harus

diperbaiki dengan segera jika tidak dapat mengakibatkan terhentinya proses

produksi sehingga menimbulkan kerugian yang lebih besar serta turunnya tingkat

keamanan (safety).

Alumunium merupakan material nonferro yang sangat banyak

manfaatnya, kelebihan logam alumunium dibandingkan dengan logam nonferro

lainnya yaitu ringan, memiliki sifat konduktifitas yang baik dan memiki

ketahanan karat yang tinggi. Namun seiring dengan kemajuan teknologi,

kebutuhan akan material yang tahan lama dan tahan korosi yang tinggi menjadi

suatu prioritas utama dalam merancang dan memproduksi produk, untuk itu

walaupun sifat ketahanan korosinya tinggi, logam alumunium dapat

dimaksimalkan proteksi terhadap korosinya.

Salah satu cara melindungi atau memproteksi logam dari serangan korosi

adalah dengan melapisi logam tersebut dengan logam lain melalui proses

elektrokimia. Anodizing merupakan salah satu cara pelapisan oksidasi pada

1

1

alumunium yang dilakukan dengan oksidasi anodik pada suhu kamar (room

temperature) dengan bantuan arus listrik agar terjadi reaksi kimia sehingga

dihasilkan suatu lapisan yang dapat melindungi logam tersebut. Anodizing adalah

proses pelapisan secara elektrolisis dengan melapisi suatu permukaan logam

dengan suatu oksidasi yang melapisi dan bersifat melindungi logam dari pengaruh

korosi.

Teknik proteksi korosi ini tidak memerlukan biaya yang cukup tinggi

namun amat efektif dalam melindungi permukaan logam dari serangan korosi.

Mekanisme elektrolisis yaitu menghasilkan reaksi kimia dengan

menggunakan energi listrik. Anodizing terjadi disebabkan oleh adanya pertukaran

ion logam antara katoda dan anoda dimana pada percobaan ini, logam Al sebagai

anoda dan logam Pb sebagai katoda, dan material yang akan terkena korosi

pertama kali adalah Pb.

1.2 Tujuan Percobaan

Dalam praktikum Anodizing Al kali ini bertujuan untuk menunjukan salah

satu cara proteksi korosi dengan proses Anodizing.

1.3 Batasan Masalah.

Dalam percobaan anodizing Al kali ini yang menggunakan logam Pb

sebagai katodanya, dengan H2SO4 sebagai larutan elektrolitnya dan mengunakan

prinsip elektrolisis. Dengan mengubah nilai tegangan kita dapat mengetahui

variabel ini berpengaruh dalam mempercepat atau memperlambat proses

anodizing tersebut. Pada percobaan kali ini digunakan interval tegangan dari 7-15

volt dengan konsentrasi H2SO4 2M dan proses elektrolisis selama 15 menit.

1.4 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan dalam laporan ini adalah sebagai berikut :

Bab I pendahuluan yang berisi tentang latar belakang pengadaaan praktikum

anodizing ini, tujuan dari praktikum ini, batasan masalah pada praktikum ini dan

sistematika menulis laporannya. Bab II tinjauan pustaka yang berisi tentang teori-

2

teori yang menunjang materi ini. Bab III metode percobaan berisi tentang diagram

alir prosedur percobaan, alat dan bahan yang digunakan pada saat melakukan

percobaan dan prosedur yang dilakukan saat melakukan percobaan. Bab IV data

percobaan yang berisi tentang data-data hasil yang didapat setelah menjalankan

percobaan. Bab V pembahasan yang berisi tentang bahasan dari percobaan dan

hasil-hasil percobaan serta pembahasan gambar atau grafik yang ada. Selanjutnya

bab VI kesimpulan yang menerangkan hasil yang didapat dari percobaan. daftar

pustaka terdapat lampiran yang memuat contoh perhitungan, jawaban pertanyaan

dan tugas, gambar alat dan bahan serta blangko percobaan.

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Elektrolit

Komponen penting yang lainnya yaitu larutan elektrolit. Elektrolit adalah

suatu senyawa yang bila dilarutkan dalam pelarut akan menghasilkan larutan yang

dapat menghantarkan arus listrik. Zat cair dipandang dari sudut hantaran

listriknya, dapat dibagi dalam tiga golongan yaitu: [Erlina Yustanti, 2005]

1. Zat cair isolator seperti air murni dan minyak

2. Larutan yang mengandung ion-ion seperti larutan asam, basa, dan garam-

garam di dalam air. Larutan ini dapat dilalui arus listrik dengan ion-ion

sebagai penghantarnya dan disertai dengan perubahan-perubahan kimia.

3. Air raksa, logam-logam cair dapat dilalui arus listrik tanpa ada perubahan

kimia di dalamnya.

Elektrolit serng kali diklasifikasikan berdasarkan kemampuannya dalam

menghantarkan arus listrik. Elektrolit yang dapat menghantarkan dengan baik

digolongkan kedalam elektrolit kuat, contohnya yaitu HCl, HBr, HI, H2SO4 dan

HNO3 yang bersifat asam dan LiOH, NaOH, KOH, RbOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, dan

Ba(OH)2 yang bersifat basa, selain elektrolit kuat dan elektrolit basa kuat, ada

pula golongan elektrolit lemah seperti CH3COOH, Al(OH)3, AgCl dan CaCO3.

Larutan-larutan tersebut hanya dapat menghantarkan sedikit arus listrik. Suatu

larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik karena dalam suatu larutan

semisal NaCl. Zat NaCl yang larut dalam air akan terionisasi sebagai berikut:

NaCl Na+ + Cl-

Di dalam larutan terdapat ion positif ( Na+ ) dan ion negative (Cl-). Adanya

ion positif dan ion negatif dalam larutan menimbulkan beda potensial listrik

(tegangan listrik) dalam larutan NaCl karena dalam larutan ada beda potensial

listrik, arus listrik dapat mengalir sehingga larutan dapat menghantarkan listrik.

Zat-zat yang dalam larutannya dapat terionisasi (zat-zat elektrolit) adalah asam,

4

4

basa dan garam. Zat-zat selain asam, basa, dan garam termasuk zat nonelektrolit

karena dalam larutannya tidak terionisasi menjadi ion positif dan ion negatif.

Perbedaan dari larutan elektrolit kuat dan lemah terletak pada jumlah pertikel ion

(mol ion) dari tiap 1 mol zat. Jika 1 mol zat tersebut dilarutkan ke dalam air

ternyata semuanya terionisasi. Hal tersebut disebut zat elektrolit kuat dan zat

elektrolit lemah jika dilarutkan ke dalam air tidak semuanya 1 mol zat terionisasi.

Untuk menunjukan perbedaan elektrolit kuat dengan zat elektrolit lemah

dinyatakan dengan derajat ionisasi ( ), yaitu perbandingan mol zat yang

terionisasi dengan mol zat mula-mula.

=

Untuk zat elektrolit kuat mempunyai derajat ionisasi = 1 dan zat elektrolit

lemah mempunyai derajat ionisasi 0< <1.

2.2 Elektroda

Elektroda adalah sebuah konduktor yang digunakan untuk bersentuhan

dengan sebuah bagian non-logam dari sebuah sirkuit (misal semikonduktor,

sebuah elektrolit atau sebuah vakum). Kata ini diutamakan oleh ilmuwan Michael

Faraday dari bahasa Yunani elektron (berarti amber, dan hodos sebuah cara). Pada

percobaan anodizing ini, digunakan elektroda alumunium sebagai anoda dan

katodanya adalah logam timbal. Sebuah elektroda dalam sebuah sel elektrolisis

ditunjuk sebagai sebuah anoda atau sebuah katoda, kata-kata yang juga

diutamakan oleh Faraday. Anoda ini didefinisikan sebagai elektroda di mana

elektron datang dari sel dan oksidasi terjadi, dan katoda didefinisikan sebagai

elektroda di mana elektron memasuki sel dan reduksi terjadi. Setiap elektroda

dapat menjadi sebuah anoda atau katoda tergantung dari voltase yang diberikan ke

sel. Sebuah elektroda bipolar adalah sebuah elektroda yang berfungsi sebagai

anoda dari sebuah dan katoda bagi sel lainnya. Berikut ini adalah jenis elektroda:

[Michael Faraday, 1834]

1. Elektroda untuk kegunaan medis, seperti EEG, EKG, ECT, defibrillator

2. Elektroda untuk teknik Electrophysiology dalam riset biomedikal

5

3. Elektroda untuk eksekusi oleh kursi listrik

4. Elektroda untuk electroplating

5. Elektroda untuk arc welding

6. Elektroda untuk cathodic protection

7. Elektroda inert untuk hidrolisis (terbuat dari platinum)

2.3 Elektrolisa

Elektrolisis adalah peristiwa berlangsungnya reaksi kimia oleh arus listrik.

Alat elektrolisis terdiri atas sel elektrolitik yang berisi elektrolit (larutan atau

leburan), dan dua elektroda, yaitu anoda dan katoda. Pada anoda terjadi reaksi

oksida sedangkan pada elektroda katoda terjadi reaksi reduksi. Pada suatu

percobaan elektrolisis reaksi yang terjadi pada katoda bergantung pada

kecenderungan terjadinya reaksi reduksi. Elektrolisis NaCl pada berbagai keadaan

menunjukkan pentingnya suasana sistem yang dielektrolisis. Jika larutan NaCl

yang sangat encer dielektrolisis menggunakan elektroda platina maka reaksi pada

kedua elektroda sebagai berikut:[Boyer Haward E, 1986]

anoda : 2 H2O O2 + 4H+ + 4 e.............................(2.1)

katoda : 2 H2O + 2e H2 + 2 OH-.....................................(2.2)

Jika larutan cukup pekat, reaksi-reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

anoda: 2 Cl- Cl2 + 2 e........................................... (2.3)

katoda: 2 H2O + 2e H2 + 2 OH-............................(2.4)

Jika leburan NaCl dielektrolisis maka reaksi pada elektroda adalah sebagai

berikut:

anoda: 2 Cl-Cl2 + 2 e..............................................(2.5)

karoda: Na+ + e Na..................................................(2.6)

Natrium yang berbentuk melarut dalam raksa membentuk amalgam.

Pada tahun 1833, M. Faraday menunjukkan bahwa jumlah zat yang

bereaksi pada elektroda-elektroda sel elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah

arus yang melalui sel tersebut. Selain dari pada itu ia membuktikan bahwa jika

sejumlah arus tertentu mengalir melalui beberapa sel elektrolisis, maka akan

6

dihasilkan jumah ekivalen masing-masing zat. Hukum Faraday ini dapat

disimpulkan sebagai berikut:

..........................................................(2.7)

dimana : M = jumlah zat

Q = jumlah listrik dalam Coulomb

A = massa atom

F = tetapan Faraday (1 Faraday 96 500 Coulomb)

2.4 Pengertian Anodizing

Menurut definisinya anodizing adalah merupakan proses pelapisan dengan

cara elektrolisis untuk melapisi permukaan logam dengan suatu material ataupun

oksida yang bersifat melindungi dari lingkungan sekitar. Dari definisi tersebut

dapat diketahui bahwa prinsip dasar proses anodizing adalah elekrolisis. Proses

elektrokimia yang merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi

energi kimia. Pada proses ini komponen yang terpenting dari proses elektrolisis

ini adalah elektroda dan elektrolit. Pada elektrolisis, katoda merupakan kutub

negatif dan anoda merupakan kutub positif. [Boyer Haward E, 1986]

Pada dasarnya, proses anodizing merupakan proses rekayasa permukaan

yang bertujuan untuk memproteksi logam dari korosi. Proses anodizing juga dapat

digunakan untuk memperindah tampilan logam. Beberapa contoh benda hasil

proses anodizing dapat dilihat pada gambar 2.1. [Michael Faraday, 1834]

7

Gambar 2.1 Logam sebelum dilakukan anodizing (kiri), produk anodizing

(kanan) [http://groups.yahoo.com/group/Anodizing101/]

2.5 Macam-Macam Proses Anodizing

Reaksi dasar dari proses anodizing adalah merubah permukaan alumunium

menjadi alumunium oksida dengan menekan bagian logam sebagai anoda di

dalam sel elektrolisis. Proses anodizing terbagi menjadi tiga yaitu Chromic

Anodize, Sulfuric Anodize, Hard Anodize. [Boyer Haward E, 1986]

2.5.1 Chromic Anodize

Larutan ini mengandung 3 – 10% berat CrO3 larutan dibuat dengan

mengisi tangki setengah dengan air dan melarutkan asam ini ke dalamnya

kemudian menambahkan air sesuai dengan level operasi yang diinginkan. Larutan

anodizing asam kromik digunakan pada:

1. pH antara 0,5 – 1

2. Konsentrasi klorida (sebagai natrium klorida) kurang dari 0,02%

3. Konsentrasi sulfat (H2SO4) kurang dari 0,05%

8

Total kandungan asam krom sebanding dengan pH dan baume reading,

kurang dari 10%. Jika konsentrasinya berlebih bagian logam dicelupkan dan

diganti dengan larutan baru. Parameter untuk proses chromic anodize adalah:

1. Konsentrasi elektrolit 50-100 gr/L CrO3

2. Temperatur 37 ± 5 oC (100 ± 9 oF)

3. Time in Bath 40 – 60 menit

4. Tegangan yang digunakan meningkat dari 0 – 40 Volt dalam 10 menit

5. Penahanan pada tegangan 40 V untuk waktu keseimbangan

6. Kerapatan arus 0,15 – 0,30 A/dm2 (1,4 – 4,3 A/ft2)

Keuntungan dari proses chromic anodize antara lain CrO3 lebih sedikit

agresif dibandingkan dengan aluminium dan H2SO4, pada proses ini membentuk

0,7 mη dengan pengulangan tang tetap. Warna yang dihasilkan proses chromic

anodize dapat berubah jika ditambahkan komposisi paduan yang berbeda serta

perlakuan panas yang berbeda.

2.5.2 Sulfuric Anodize

Prinsip dasar operasi ini sama dengan proses asam kromik. Konsentrasi

asam sulfur (1,84 sp gr) dalam larutan anodizing adalah 12 sampai 20% berat

larutan mengandung 36 liter (9,5 gal) H2SO4 per 380 liter atau (100 gal) dari

larutan dapat menjadi lapisan anodik ketika di-seal pada didihan larutan dikromat.

Larutan anodizing asam sulfur jangan digunakan kecuali:

1. Konsentrasi klorida (sebagai natrium klorida) kurang dari 0,02%

2. Konsentrasi alumunium kurang dari 20 gr/lt (2,7 ons/gal)

Parameter untuk proses sulfuric anodize adalah:

1. Konsentrasi elektrolit 15 % H2SO4

2. Temperatur 21 ± 1 oC (70 ± 2 oF)

3. Time in Bath 30 – 60 menit

4. Tegangan 15 – 22 Volt, tergantung dari paduannya.

5. Rapat arus yang digunakan 1 – 2 A/dm2 (9,3 – 18,6 A/ft2)

9

2.5.3 Hard Anodize

Perbedaan pertama antara proses asam sulfur dan hard anodizing adalah

temperatur operasi dan kerapatan arus. Lapisan yang dihasilkan oleh hard

anodizing lebih tebal dari pada anodizing konvensional dengan waktu yang sama.

Proses hard anodizing menggunakan tangki asam sulfur anodizing berisi 10

sampai 15% berat asam, dengan atau tanpa tambahan. Temperatur operasi dari 0

sampai 10 0C (32 sampai 50 0F) dan kerapatan arus antara 2 dan 3,6 A/dm2 (20

dan 36 A/ft2). Temperatur yang tinggi menyebabkan struktur yang halus dan pori

yang banyak pada lapisan terluar dari lapisan anodik. Perubahan dari karakteristik

lapisan ini akan mengurangi ketahanan aus secara signifikan dan menuju ke batas

ketebalan lapisan. Temperatur operasi yang besar menyebabkan lapisan tidak

dapat larut dan dapat membakar dan merusak kerja.

2.6 Komponen Anodizing

Pada anodizing komponen yang terpenting adalah elektroda dan larutan

elektrolit. Definisi elektroda secara umumnya adalah sebuah konduktor yang

digunakan untuk bersentuhan dengan sebuah bagian non-logam dari sebuah

sirkuit (misal semikonduktor, sebuah elektrolit atau sebuah vakum). Untuk proses

anodizing tentunya adalah logam yang melapisi dan logam yang akan dilapisi.

Komponen yang tidak kalah pentingnya adalah larutan elektrolit. Elektrolit

adalah suatu senyawa yang bila dilarutkan dalam pelarut akan menghasilkan

larutan yang dapat menghantarkan arus listrik. Elektrolit biasanya digolongkan

menjadi elekrolit kuat dan elektrolit lemah. Larutan elektrolit kuat contohnya

adalah HCl, HBr, HI, H2SO4 dan HNO3, selain elektrolit kuat ada juga alektrolit

lemah contohnya CH3COOH, Al(OH)3, AgCl dan CaCO3 larutan-larutan tersebut

hanya dapat menghantarkan sedikit arus listrik. Suatu larutan elektrolit dapat

menghantarkan arus listrik karena jika dia dilarutkan dalam air akan terionisasi.

Contohnya elektrolit H2SO4 yang larut dalam air akan terionisasi sebagai berikut:

H2SO4 2 H+ + SO42-.........................................(2.8)

Maka di dalam larutannya akan terbentuk ion positif yaitu (H+) dan ion negatif

(SO42-) karena terbentuk ion itulah di dalam larutan timbul beda potensial

10

(tegangan listrik) yang terjadi pada larutan H2SO4 sehingga arus listrik dapat

mengalir, oleh karena itu larutan tersebut dapat menghantarkan listrik. Zat-zat

yang dalam larutannya dapat terionisasi adalah asam, basa dan garam. Selain dua

komponen yang terpenting tadi masih ada komponen lain yang berpengaruh yaitu

arus dan tegangan listrik yang dipakai juga harus sesuai. [Boyer Haward E, 1986]

2.7 Pengujian Pelapisan Anodizing

Kualitas produk pelapisan secara anodizing biasanya diketahui dengan

beberapa cara pengujian antara lain: pengamatan secara visual, uji ketahanan

korosi, wear resistance, ketahanan adhesi, pengujian ketebalan pelapisan dan

banyaknya pelapisan. Pengamatan secara visual dilakukan dengan cara

mengamati hasil keseluruhan permukaan pelapisan. Lapisan anodic film harus

seragam serta bebas dari retak, pecah serta tidak adanya daerah penyerbukan.

Sifat ketahanan korosi dari produk anodizing dapat diketahui dengan cara salt

spray, yaitu dengan cara membiarkan bagian yang telah dilapisi ke dalam larutan

garam lalu mendiamkannya dalam beberapa waktu (336 jam) kemudian diamati

korosi yang terjadi. [Boyer Haward E, 1986]

2.8 Mekanisme Anodizing

Mekanisme proses dari Anodizing menggunakan prinsip elektrolisis.

Prinsip dasar elektrolisis adalah bagian dari sel elektrokimia dan berlawanan

dengan prinsip dasar sel volta, yaitu sebagai berikut: [Boyer Haward E, 1986]

1. Proses elektrolisis, mengubah energi listrik menjadi energi kimia.

2. Reaksi elektrolisis merupakan reaksi spontan, karena melibatkan energi

listrik dari luar.

Dalam proses Anodizing ini yang berperan sebagai anoda adalah

alumunium <Al> sedangkan yang berperan sebagai katoda adalah Timbal <Pb>

dan yang melapisi adalah alumunium <Al>. Reaksi elektrolisis Anodizing Al

adalah sebagai berikut:

11

Anoda

H2SO4 2 H+ + SO42-

Katoda (Pb) : Pb2+ + 2 e- Pb

Anoda (Al) : Al Al 2+ + 2e -

Al (anoda) Pb (katoda)

Jika digambarkan proses anodizing adalah sebagai berikut:

Al Pb

H2SO4

Gambar 2.2 Mekanisme Sel Elektrolisis pada Anodizing

Keterangan :

1. Elektron bergerak dari kutub (-) sumber arus ke katode; pada katode

terjadi reaksi reduksi.

2. Di anoda terjadi reaksi oksidasi dan elektron mengalir menuju ke

sumber arus listrik.

3. Ion (+) bergerak menuju ke kutub (-) dan ion (-) bergerak menuju ke

kutub (+), molekul pelarut, bebas tempatnya ada di anoda maupun

katoda.

4. Pada katoda akan terjadi endapan Alumunium (Al) dan Al pada anoda

akan terus menerus larut dan menempel pada katoda.

Dari mekanisme diatas kita dapat mengetahui bahwa logam pelapisnya

(Al) akan mengendap pada permukaan Pb yang terendam elektrolit, sehingga jika

dibiarkan maka reaksi tersebut akan terus berlangsung sebelum tegangan listrik

dimatikan atau logam Al pada anoda yang melapisi Pb habis.

Setelah proses anodizing tersebut produk yang diperoleh adalah Pb yang

dilapisi oleh Al. Alumunium tersebut yang nantinya dapat memproteksi atau

melindungi timbal dari korosi. Biasanya sesudah di anodizing logam Pb tersebut

12

e-e-

Katoda

tidak langsung dipakai tetapi perlu adanya pelapisan lagi yang berupa cat yang

dapat memproteksi logam Pb lebih baik lagi dan dapat tahan lama, selain itu

gunanya pengecatan adalah juga untuk memperindah atau mempercantik logam

tersebut sehingga mempunyai nilai estetika yang lebih tinggi karena lebih

menarik.

2.9 Proses Sealing

Karena pada proses anodizing menghasilkan lapisan porous Al2O3, maka

lapisan tersebut harus dilindungi dengan menutup porous tersebut serta

menghilangkan pori-pori masuk antara aluminium dan udara. Proses sealing

dilakukan pada temperatur 95 oC (200 oF) dalam waktu 15 menit. Proses sealing

hanya dilakukan pada proses chromic anodizing dan sulfuric anodizing,

sedangkan pada hard anodizing tidak dilakukan. [Boyer Haward E, 1986]

BAB III

13

METODE PERCOBAAN

3.1 Diagram Alir Percobaan

Gambar 3.1. Diagram Alir Proses Anodizing

3.2 Alat dan Bahan

14

Penimbangan berat awal elektroda Al dan Pb

Pembuatan Larutan H2SO4 2M sebanyak 50 ml

Pengukuran berat akhir elektroda Al dan Pb

Melakukan proses anodizing

Mengeringkan dengan hair dryer

Data Percobaan

Analisa dan Pembahasan Literatur

Preparasi logam Al dan Pb

Kesimpulan

14

3.2.1 Alat-Alat yang Digunakan

1. Timbangan

2. Gelas ukur

3. Hair dryer

4. Power suplay

5. Stopwacth

3.2.2 Bahan-Bahan yang Digunakan

1. Anoda Al, Katoda Pb

2. Larutan H2SO4

3.3 Prosedur Percobaan

1. Melakukan preparasi logam Al dan Pb dengan cara penghalusan

permukaan (amplas), pembersihan permukaan dengan larutan alkali

(NaOH) dan bilas dengan aquades.

2. Keringkan logam Al dengan hairdryer dan timbang berat awal anoda Al.

3. Susun rangkaian percobaan seperti pada gambar

4. Lakukan proses anodizing dengan kondisi percobaan yang akan diberikan

oleh asisten

5. Lakukan proses sealing pada anoda Al

6. Keringkan anoda Al hasil sealing dengan hairdryer

Timbang berat akhir anoda Al

BAB IV

15

DATA PERCOBAAN

4.1 Data Percobaan

Dari hasil percobaan yang telah dilakukan maka didapatkan data

percobaan sebagai berikut:

Tabel 4.1 Data Percobaan Proses Anodizing

H2SO4 Tegangan (Volt) Berat Awal (gr) Berat Akhir (gr)

2M 7 Pb=3,461

Al=1,037

Pb=3,456

Al=1,035

2M 11 Pb=3,172

Al=0,922

Pb=3,169

Al=0,925

2M 15 Pb=1,857

Al=0,976

Pb=1,856

Al=0,979

BAB V

16

16

PEMBAHASAN

Dari hasil percobaan dapat kita amati beberapa hal yaitu :

Anodizing merupakan proses elektrolisis yang penempatan katoda dan

anodanya berdasarkan reaksi volta. Secara visual pada saat proses Anodizing

timbul gelembung-gelembung udara pada logam Al dan pada logam Pb terdapat

lapisan berwarna coklat. Gelembung-gelembung udara tersebut terjadi karena

adanya arus yang ditimbulkan dari sel percobaan. Pada dasarnya prinsip

Anodizing hampir menyerupai proses electroplating yaitu penempatan ion logam

ditambah elektron pada logam yang akan dilapisi, dimana ion tersebut didapat dari

katoda, logam yang melapisi berperan sebagai katoda sedangkan logam yang

dilapisi sebagai anoda.

Dari data hasil percobaan dapat kita buat grafik hubungan antara tegangan

dengan selisih berat alumunium awal dengan akhir dan tegangan 7-15 volt:

0

0.0005

0.001

0.0015

0.002

0.0025

0.003

0.0035

0 5 10 15 20

Tegangan (Volt)

Ber

at A

l (g

ram

)

Gambar 5.1 Grafik hubungan antara tegangan dengan selisih berat alumunium

17

17

00.00050.001

0.00150.0020.00250.003

0.00350.0040.0045

0 5 10 15 20

Tegangan (Volt)

Ber

at P

b (

gra

m)

Gambar 5.2 Grafik hubungan antara tegangan dengan selisih berat Timbal

Berdasarkan garfik di atas dapat kita simpulkan bahwa dengan proses

anodizing akan didapatkan berat logam aluminium yang makin besar dan berat

logam Pb yang semakin kecil. Ini disebabkan karena logam Pb akan lebih cepat

terkorosi dibandingkan dengan Al melalui rekayasa permukaan logam.

18

BAB VI

KESIMPULAN

Dari data hasil percobaan, pengamatan hasil percobaan dan juga

pembahasan dapat disimpulkan adalah sebagai berikut :

1. Anodizing Al adalah merupakan proses pelapisan dengan cara

elektrolisis untuk melapisi permukaan logam dengan suatu material

ataupun oksida yang bersifat melindungi dari lingkungan sekitar.

2. Prinsip dari anodizing Al hampir sama dengan elektrolisis yaitu

merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi energi

kimia tetapi penempatan katoda dan anodanya berdasarkan prinsip sel

volta.

3. Anodizing lebih banyak digunakan sebagai rekayasa permukaan logam

karena lebih ekonomis dibandingkan dengan coating.

4. Pada percobaan anodizing ini variabel yang diubah hanya tegangan

dan konsentrasi H2SO4, kesimpulannya sebagai berikut :

a. Jika tegangan dinaikan maka akan semakin berkurang berat logam

Al.

b. Jika tegangan diperbesar maka akan semakin kecil penurunan berat

logam Pb.

c. Jika konsentrasi H2SO4 dinaikan maka akan mempercepat reaksi

pada anoda dan katoda sehingga mempercepat proses anodizing Al.

19

DAFTAR PUSTAKA

1. Faraday Michael.,1834. "On Electrical Decomposition", Philosophical

Transactions of the Royal Society,

2. Yustanti, Erlina, (2005). “DIKTAT KULIAH KIMIA FISIK II”, Fakultas

Teknik Untirta.

3. Haward E. Boyer,”Metal Hand Book”, Desk Edition American Society for

Metal, Metal Park, Ohio.

4. Asisten Laboratorium Metalurgi. 2006. Panduan Praktikum Laboratorium

Metalurgi II. Cilegon : F.T Untirta.

5. http://groups.yahoo.com/group/Anodizing101/

20

19

LAMPIRAN

21

20

Lampiran 1. Contoh Perhitungan

Perhitungan pengenceran konsentrasi H2SO4

Rumus : M1.V1 = M2. V2

Diketahui :

M1 = 2 M

V1 = 15 ml

V2 = 500 ml

Mencari M2 ?

M1.V1 = M2. V2

M2=

M2=

M2= 0,06 M

22

Lampiran 2. Jawaban Pertanyaan dan Tugas

1. Apa yang dimaksud dengan proteksi korosi dengan anodizing?

Jawaban : suatu proses yang menghasilkan lapisan oksida dari logam dan

campurannya dengan cara reaksi elektrolisa dan menggunakan elektrolit

sebagai penghantar ionnya.

2. yang bertidak sebagai katoda dan anoda

Jawaban : katoda : Pb , anoda : Al

Reaksinya :

Anoda : Al2(SO4)3+ Al3+ + SO42-

Katoda : Pb2+ + 2e Pb

3. Sebutkan kegunaan dari larutan H2SO4 dalam percobaan ini?

Jawaban :

Kegunaan H2SO4 adalah sebagai larutan yang dapat menghantarkan arus listrik

yang memiliki sifat elektrolit yang kuat sehingga dapat terjadi pergerakan ion

ketika diberikan tegangan listrik.

4. jenis-jenis Anodizing

Jawab :

1. Chromic acid anodizing

Larutan ini mengandung 3 – 10% berat CrO3 larutan dibuat dengan

mengisi tangki setengah dengan air dan melarutkan asam ini ke dalamnya

kemudian menambahkan air sesuai dengan level operasi yang diinginkan.

Larutan anodizing asam kromik digunakan pada :

pH antara 0,5 – 1

konsentrasi klorida (sebagai natrium klorida) kurang dari 0,02%

konsentrasi sulfat (H2SO4) kurang dari 0,05%

23

Total kandungan asam krom sebanding dengan pH dan baume reading,

kurang dari 10%. Jika konsentrasinya berlebih bagian logam dicelupkan dan

diganti dengan larutan baru. Pada awal proses anodizing tegangan dinaikkan

dari 0 sampai 40volt dalam waktu 5 sampai 8 menit tegangan menghasilkan

kerapatan arus tidak kurang dari 0,1 A/dm2 (1,0 A/feet2) dan anodizing

berlanjut hingga waktu yang ditentukan (biasanya 30 sampai 40 menit) akhir

proses harus berkurang hingga habis dan bagi logam dipindahkan dari tangki

selama 15 detik dibilas dan di-seal. Berat lapisan setelah di-seal minimal

200mg/m2 (19 mg/ft2).

2. Proses asam sulfur

Prinsip dasar operasi ini sama dengan proses asam kromik. Konsentrasi

asam sulfur (1,84 sp gr) dalam larutan anodizing adalah 12 sampai 20% berat

larutan menggandung 36 liter (9,5 gal) H2SO4 per 380 liter atau (100 gal) dari

larutan dapat menjadi lapisan anodik ketika di-seal pada didihan larutan

dikromat. Larutan anodizing asam sulfur jangan digunakan kecuali :

konsentrasi klorida (sebagai natrium klorida) kurang dari 0,02%

konsentrasi alumunium kurang dari 20 gr/lt (2,7 ons/gal)

Asam sulfur mengandung antara 165 sampai 200gr/lt (22-27 ons/gal),

pada awal operasi anodizing tegangan dialirkan sehingga menghasilkan

kerapatan arus dari 0,9 sampai 1,2 A/dm2 (9 hingga 12 A/ft2). Tegangan

meningkat seiring dengan kandungan alumunium dalam tangki bertambah.

Berbagai pendekatan tegangan yang diperlukan pada berbagai jenis paduan

alumunium dalam tangki asam sulfur pada 1,2 A/dm2 (12 A/ft2).

3. Hard anodizing

Perbedaan pertama antara proses asam sulfur dan hard anodizing adalah

temperatur operasi dan kerapatan arus. Lapisan yang dihasilkan oleh hard

anodizing lebih tebal dari pada anodizing konfensional dengan waktu yang

sama. Proses hard anodizing menggunakan tangki asam sulfur anodizing berisi

10 sampai 15% berat asam, dengan atau tanpa tambahan. Temperatur operasi

dari 0 sampai 10 0C (32 sampai 50 0F) dan kerapatan arus antara 2 dan 3,6

A/dm2 (20 dan 36 A/ft2). Temperatur yang tinggi menyebabkan setruktur yang

24

halus dan pori yang banyak pada lapisan terluar dari lapisan anodik.

Perubahan dari karakteristik lapisan ini akan mengurangi ketahanan aus secara

signifikan dan menuju ke batas ketebalan lapisan. Temperatur operasi yang

besar menyebabkan lapisan tidak dapat larut dan dapat membakar dan

merusak kerja.

25

Lampiran 3. Gambar Alat dan Bahan

26